Новости химической науки > Как стресс повреждает молекулы ДНК

Годами исследователи публиковали работы, в которых связывали хронический стресс с повреждением хромосом. Результаты нового исследования ученых их Медицинского Центра Университета Дюка сообщают о механизме, в соответствии с которым стресс вызывает повреждения ДНК.

Руководитель исследования, профессор Роберт Лефковитц (Robert J. Lefkowitz) говорит о том, что результаты работы его группы представляют собой первую систему обобщений, которая предлагает определенный механизм, в соответствии с которым клеймо хронического стресса – повышенное содержание адреналина может приводить к регистрируемым повреждениям ДНК.

При проведении исследования мышам вводили адреналиноподобное соединение, которое, как и адреналин, способно к активации бета-адренергического рецептора (beta adrenergic receptor), свойства которого исследовались в группе Лефковитца уже многие годы. Было обнаружено, что при таком моделировании состояния хронического стресса запускается ряд биохимических процессов, приводящих к накоплению повреждения ДНК.

Лефковитц отмечает, что результаты исследования его подчиненных могут предоставить правдоподобное объяснение тому, как хронический стресс может приводить к нарушениям обмена веществ человека, приводящим к различного рода недомоганиям – от косметических (преждевременное старение кожи и седина) до фатальных (развитие злокачественных опухолей).

Эндогенное связывание белка p53 и β-аррестина-1. (Рисунок из Nature, 2011; doi:10.1038/nature10368)

Хронический стресс приводит к пролонгированному понижению содержания белка p53 в организме – именно это, как предполагают ученые и приводит к повреждению хромосом у мышей, находящихся в состоянии постоянного стресса. Белок p53 – сурперссор опухолей, его часто называют «защитником генома» – именно этот белок работает в системе, предотвращающей развитие генетических аномалий.

Ранее Лефковитц выделил и изучил строение G-протеин-сопряженных рецепторов [G-protein-coupled receptors (GPCRs)], одним из которых является бета-адренергический рецептор. Эти рецепторы, расположенные на поверхности клеток, представляют собой мишени многих современных лекарственных препаратов, включая бета-блокаторы, назначающиеся при сердечно-сосудистых заболеваниях и противогистаминных препаратов.

Новое исследование позволило обнаружить новый молекулярный механизм, в соответствии с которым адреналин и его аналоги взаимодействуя и с G-белками и с бета-аррестином, вызывают Повреждение ДНК. Так длившееся в течение четырех недель введение аналогов адреналина в организм мышей приводило к понижению содержания белка p53 (вплоть до нулевого содержания).

Также было обнаружено, что иниированное стрессом повреждение ДНК в меньшей степени характерно для мышей с низким уровнем бета-аррестина-1. Понижение концентрации этого белка стабилизирует содержание p53 как в вилочковой железе, органе, наиболее остро реагирующем на состояние хронического стресса, так и в яичках (кроме всего прочего хронический стресс родителя может повлиять на геном потомства).

В дальнейших планах группы Лефковитца – изучение мышей, находящихся в «естественного», а не химически инициированного состоянии хронического стресса, цель таких исследований выяснение того, как на ДНК подопытных грызунов повлияет их «собственный» адреналин, а не его искусственные аналоги.

Источник: Nature, 2011; doi:10.1038/nature10368

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология